某電力自動化公司電能質量知識培訓講義

1、電能質量知識講座南京燦能電力自動化股份有限公司演講人：王巍時間：2016年09月26日基礎電能能質量知知識1電能質量量監(jiān)測終終端介紹紹2電能質量量監(jiān)測系系統(tǒng)介紹紹3典型電廠廠系統(tǒng)應應用方案案41基礎電能能質量知知識Part電能質量量的定義義-優(yōu)質供電電完美的正弦波畸變的正弦波優(yōu)質供電電能質量量問題電能質量量遵循的的國家標標準（1）GB/T 14549-1993電能質量 公用電網諧波GB/T 15543-2008電能質量 三相電壓不平衡GB/T 12325-2008電能質量 供電電壓偏差GB/T12326-2008電能質量 電壓波動和閃變GB/T 15945-2008電能質量 電力系統(tǒng)頻率偏差G

2、B/T 243372009電能質量 公用電網間諧波已發(fā)布國家標準準電能質量量遵循的的國家標標準（2）GB/T 17626.302012電磁兼容 試驗和測量技術 電能質量測量方法GB/T 301372013電能質量 電壓暫降與短時中斷GB/T 325072016電能質量術語已發(fā)布國家標準準電能質量量基礎知知識-電壓偏差差定義供電系統(tǒng)統(tǒng)在正常常運行方方式下，某一節(jié)節(jié)點的電電壓測量量值與系系統(tǒng)標稱稱電壓之之差對系系統(tǒng)標稱稱電壓的的百分數數稱為該該節(jié)點的的電壓偏偏差。限值35kV及以上供供電電壓壓正、負負偏差絕絕對值之之和不超超過標稱稱電壓的的10；20kV及以下三三相供電電電壓偏偏差為標標稱電壓壓的

3、7；220V單相供電電電壓偏偏差為標標稱電壓壓+7,-10；對供電點點短路容容量較小小、供電電距離較較長及對對供電電電壓偏差差有特殊殊要求的的用戶，由供、用電雙雙方協(xié)議議確定。電壓偏差差以最大大值作判判定依據據。電能質量量基礎知知識-電壓偏差差照明設備備的發(fā)光光和壽命命電動機的的力矩、轉速、發(fā)熱、功效以以及產品品質量變壓器的的發(fā)熱、溫升、損耗并聯(lián)電容容器的無無功出力力、壽命命家用電器器如電視視機的試試感、壽壽命電子計算算機和控控制設備備不正常常工業(yè)設備備（如電電解、電電熱）效效率降低低電力系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性降低、線損增增加超標影響響電能質量量基礎知知識-三相電壓壓不平衡衡定義指三相電電力系統(tǒng)統(tǒng)中不

4、平平衡的程程度，用用電壓負負序基波波分量或或零序基基波分量量與正序序基波分分量的方方均根值值百分比比表示。限值電網正常常運行時時，電力力系統(tǒng)公公共連接接點負序序電壓不不平衡度度不超過過2%，短時不不得超過過4%。與公共連接接點的每每個用戶戶引起該該點負序序電壓不不平衡度度的允許許值一般般為1.3%,短時不超超過2.6%。負序電壓壓不平衡衡度以95概率值值作判定定依據。電能質量量基礎知知識-三相電壓壓不平衡衡電機附加加發(fā)熱，并引起起二倍頻頻的附加加振動力力矩引起負序序分量為為啟動元元件的多多種保護護誤動作作換流設備產產生附加加的諧波波電流（非特征征諧波）變壓器負負載能力力下降在低壓配配電線路路中

5、，引引起照明明燈的壽壽命縮短短或燒損損，電器器損壞引起線損損及線路路電壓損損失增大大影響正常常通信質質量超標影響響電能質量量基礎知知識-頻率偏差差定義頻率偏差差是指電電力系統(tǒng)統(tǒng)在正常常運行條條件下，系統(tǒng)頻頻率的實實際值與與標稱值值之差。限值電力系統(tǒng)統(tǒng)正常運運行條件件下頻率率偏差限限值為0.2Hz當系統(tǒng)容量量較小時時，偏差差限值可可以放寬寬到0.5Hz。頻率偏差差以最大大值作判判定依據據。電能質量量基礎知知識-頻率偏差差電動機轉轉速變化化，影響響紡織、造紙等等產品質質量傳動機械出力力變化，影響生生產效率率對測量、控制和和計時等等電子設設備精度度和性能能影響使感應式式電能表表計量誤誤差加大大影響發(fā)

6、電電機和電電力系統(tǒng)統(tǒng)安全沖擊負荷荷對近區(qū)區(qū)電網的的危害超標影響響電能質量量基礎知知識-電壓波動動閃變定義亮度或頻頻譜分布布隨時間間變化的的光刺激激引起的的不穩(wěn)定定視覺效效果。短時閃變變?yōu)?0分鐘計算算值。長時閃變變?yōu)?小時計算算值。限值電力系統(tǒng)統(tǒng)公共連連接點，在系統(tǒng)統(tǒng)正常運運行的較較小方式式下，所所有長時時間閃變變限值為為：Plt110kV110kV10.8電能質量量基礎知知識-電壓波動動閃變照明燈光光閃爍，造成人人視覺疲疲勞電視機屏屏幕失真真、亮度度發(fā)生變變化電動機轉轉速不均均勻、振振動、異異響，影影響產品品質量電子計算算機、監(jiān)監(jiān)測和監(jiān)監(jiān)控設備備等工作作不正常常超標影響響電能質量量基礎知知識

7、-諧波和間間諧波定義諧波是指指電流中中所含有有的頻率率為基波波的整數數倍的電量。間諧波是是指電流流中所含含有的頻頻率為基基波的非非整數倍倍的電量量。限值諧波電壓壓限值按按照諧波波電壓含含有率判判斷諧波電流流限值按按照諧波波電流幅幅值判斷斷諧波采用用95概率大值值作為判判定依據據電能質量量基礎知知識-諧波和間間諧波降低電力力設備的的利用率率，使電電氣設備備（如旋旋轉電機機、電容容器、變變壓器）以及導導線過載載運行（發(fā)熱、振動、異常聲聲響等），縮短使用用壽命、增加線線損降低斷路路器遮斷斷容量干擾繼電電保護、自動裝裝置和計計算機系系統(tǒng)使電子設設備工作作不正常常使測量和和計量儀儀器（感感應式電電度表）

8、、儀表表誤差加加大降低信號號傳輸質質量，干干擾通信信系統(tǒng)增加電力力網中諧諧振可能能性，誘誘發(fā)過電電壓或過過電流超標影響響電能質量量基礎知知識-電壓暫降降、暫升升、中斷斷定義暫降：指供電電電壓驟然然下降到到0.10.9倍額定電電壓，且且持續(xù)時時間為工工頻下的的0.5周波1分鐘暫升：指供電電電壓驟然上升升到1.1-1.8倍額定電壓壓，且持持續(xù)時間間為工頻頻下的0.5周波1分鐘中斷：指供電電電壓驟然下降降到0.1倍額定電壓壓，且持持續(xù)時間間為工頻頻下的0.5周波1分鐘限值暫降限值值為額定定電壓的的90%暫升限值值為額定定電壓的的110%中斷限值值為額定定電壓的的10%電能質量量基礎知知識-暫降、暫暫

9、升、中中斷使設備絕絕緣破壞壞，引發(fā)發(fā)事故引起變速速驅動裝裝置（ASD）跳閘、程序邏邏輯控制制器（PLC）損壞、各種數數字式自自動控制制裝置誤誤動、計計算機系系統(tǒng)失常常，數據據丟失導致相關關加工生生產線停停頓，出出現(xiàn)產品品質量問問題危害電能質量量基礎知知識-短路容量量定義短路容量量是指電電力系統(tǒng)統(tǒng)在規(guī)定定的運行行方式下下，三相短路時的的視在功功率，它它是表征征電力系系統(tǒng)供電電能力強強弱的特特征參數數，其大大小等于于短路電電流與短短路處的的額定電電壓的乘乘積。取值電能質量量考核點點若明確確為用戶戶高壓進進線側時時，應采采用用戶戶高壓進進線側的的短路容容量。一般情況下采采用系統(tǒng)統(tǒng)側線路路所接入入母線

10、的的短路容容量；短路容量應每每年從調調度部門門獲取當當年變電電所母線線短路容容量，填填寫所測測線路所所接入母母線的短短路容量量，同時時有大、小方式式短路容容量的情情況下，應采用用小方式式下的短短路容量量。電能質量量基礎知知識-用電協(xié)議議容量定義指供電部部門許可可并在供供用電合合同中的的用戶受受電設備備總容量量。取值測試用戶戶（測專專線或在在用戶高高壓進線線側測試試），用用戶的協(xié)協(xié)議容量量為供用用電協(xié)議議上的該該用戶總總用電容容量，也也可采用用該用戶戶高壓變變壓器容容量之和和；測試變電所主主變出線線，協(xié)議議容量取取該側主主變容量量；測試試變電所所線路，協(xié)議容容量為該該線路所所供所有有系統(tǒng)變變電所

11、和和用戶變變電容量量總和。電能質量量基礎知知識-供電容量量定義是計算范圍圍內安裝裝的所有有用電設設備的額額定容量量或額定定功率（設備銘銘牌上的的數據）之和（但應剔剔除不同同時使用用的負荷荷）。取值所測線路路為饋供供線路時時（線路路接入的的母線電電壓等級級不是該該變電所所的最高高電壓等等級），供電容容量為該該線路接接入母線線的供電電容量（線路接入入母線接接有一臺臺主變，供電容容量為該該主變該該電壓等等級側容量線路接入母線線接有多多臺主變變，供電電容量為為接入主主變該電電壓等級級側容量量之和電能質量量基礎知知識-電能質量指標標數據類類型10周波數據據為電能能質量指指標的基基本測量量間隔。按照10周

12、波長度度計算出出有效值值10周波數據又叫3秒數據，將15個10周波數據據進行方方均根值值計算得得到的數數據。計計算中所所包含的的10周波數據據需要無無縫連續(xù)續(xù)。150周波數據將150周波數據據以分鐘鐘為間隔隔進行最最大、最最小、平平均、95概率大值值統(tǒng)計后后得到的的數據。分鐘間間隔一般般為（1-10分鐘），常用為為3分鐘。分鐘統(tǒng)計數據電能質量量基礎知知識-95概率大值值將數據按按照從小小到大進進行排列列，排列列完成后后第95%個位置的的值就是是95概率大值值。例如：1到100按照從小小到大進進行排列列，那么么排列完完成后95概率大值值就是95.95概率大值值的意義義在于可可以剔除除一些異異常情

13、況況（如暫暫態(tài)、采采樣錯誤誤）等造造成的異異常大值值。定義2電能質量量監(jiān)測終終端介紹紹Part項目進度度安排2016年7月2016年9月2016年12月2017年3月2017年10月試制長錄波設備建立仿真模型發(fā)表文章，完成專利申請整理驗收材料現(xiàn)場實測規(guī)劃建立專項檢測系統(tǒng)電能質量評估體系項目進度度安排試制一套套具有長長時間錄錄波功能能的專用用電能質質量測試試設備。測試設設備錄制制的波形形數據可可以通過過專用工工具導出出，為電電氣化鐵鐵路牽引引站負荷荷模型建建立、傳傳遞規(guī)律律研究，測試分分析與評評估提供供實測數數據。設設備具有有豐富完完整的觸觸發(fā)判據據，可檢檢測到電電力機車車負荷產產生的電電壓波動

14、動和快速速諧波變變化事件件，滿足足電氣化化鐵路牽牽引站供供電回路路專項電電能質量量測試的的需要。1合同簽訂訂-2016年9月項目進度度安排調研牽引引負荷接接入的供電網結構、系系統(tǒng)短路路容量、線纜參參數、以以及背景景電能質質量等內內容；調調研牽引引負荷運運行區(qū)間間經過的的電鐵機機車類型型、整流流單元參參數、機機車工作作密度等等內容。海南電電網環(huán)島島鐵路供電網牽引負荷荷測點進進行現(xiàn)場場數據實實測，對對實測數數據進行行收集、整理。2016年9月-2016年11月2專用電能能質量測測試設備備和專項項監(jiān)測系系統(tǒng)軟件件的開發(fā)發(fā)；終端端設備的的安裝調調試和系系統(tǒng)主站站軟硬件件的布置置，構建建專項電電能質量量

15、監(jiān)測系系統(tǒng)；通通過數據據分析，評價綜綜合治理理方案的的有效性性。32016年9月-2017年9月項目進度度安排結合調研研報告和和實測數數據，建建立電氣氣化鐵路路供配電電系統(tǒng)模模型合牽牽引負荷荷仿真模模型；提提供相關關研究報報告。2016年12月-2017年2月4項目進度度安排建立電氣化鐵鐵路供電網的電能質質量評估估體系；設計電電能質量量綜合解解決方案案，并對對治理方方案的治治理效果果進行仿仿真計算算。52017年3月-2017年5月項目進度度安排結合調研研報告和和實測數數據，建建立電氣氣化鐵路路供配電電系統(tǒng)模模型合牽牽引負荷荷仿真模模型；提提供相關關研究報報告。2017年10月-2017年12

16、月6項目人員員安排職責分工姓名現(xiàn)職務專業(yè)工齡聯(lián)系電話長錄波設備研發(fā)俞友誼研發(fā)工程師10島鐵路專項系統(tǒng)研發(fā)王巍研發(fā)部副主任13島鐵路專項系統(tǒng)研發(fā)葉細寶研發(fā)工程師5島鐵路專項系統(tǒng)研發(fā)孫偉研發(fā)工程師3真模型建立高敏研發(fā)工程師7場協(xié)調劉鴻銷售經理6場調試及培訓人員李海濤技術支持5偉豪技術支持2年189147317933項目經費費、技術術路線、項目難難點Part項目經費費研究開發(fā)費支出科目金額（萬元）備注研究開發(fā)費1、人工費

17、12.002、材料費3、現(xiàn)有儀器設備使用費6.004、測試化驗加工費4.005、燃料動力費6、差旅費16.007、會議費3.008、國際合作與交流費9、出版印刷/文獻/信息傳播/知識產權事務費3.00負擔所有專利的申請費，以及3年的專利維護費10、技術培訓費3.0011、勞務費6.0012、專家咨詢費2.00支付中期、驗收、階段性評審專家評審費用13、管理費支出合計55.00項目技術術路線接入供電網及牽引負荷參數調研典型牽引站供電網的電能質量測試典型牽引站供電網的電能質量測試供電系統(tǒng)及負荷（整流單元）建模建立電能質量評估體系各影響因子對供電網電能質量的影響程度整流單元電能質量發(fā)射特性研究電能質

18、量評估及評估報告的編制項目技術術路線電能質量評估及評估報告的編制電能質量綜合治理方案環(huán)島電鐵電能質量在線監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)劃與實施項目創(chuàng)新新點技術難點點：對待特定電氣氣化鐵路路負荷，實現(xiàn)定定制算法法電能質質量測試試設備的的研發(fā)技術難點點：牽引負荷及電電氣化鐵鐵路配電電系統(tǒng)的的建模與與仿真解決方案案：研發(fā)高采采樣率的的瞬時值值波形數數據記錄錄設備解決方案案：合理的規(guī)規(guī)劃監(jiān)測測點，通過實驗室模模擬和系系統(tǒng)監(jiān)測測，建立立和驗證證牽引負負荷仿真真模型4PQS9000系統(tǒng)介紹紹PartPQS9000系統(tǒng)組成成采用磁盤盤陣列，保證數數據存儲儲穩(wěn)定、安安全。采用Oracle數據庫，保證數數據存取取的高效效率。數據存儲支持標準準的PQDIF文件。支持IEC61850標準。數據傳輸采用標準準的B/S系統(tǒng)架構構，兼容容各種瀏瀏覽器和和操作系系統(tǒng)。操作簡單單，界面面友好。數據展示PQS9000系統(tǒng)支持持的網絡絡架構三層式網絡三層式網絡結構由主站監(jiān)測網、子站級監(jiān)測網、變電站監(jiān)測網構成。PQS9000系統(tǒng)網絡絡架構二層式網絡二層式網絡結構由主站監(jiān)測網、變電站監(jiān)測網構成。PQS9000系統(tǒng)網絡絡架構混合式網絡混合式網絡結合三層式和兩層式網絡的傳輸特點。PQS9000系統(tǒng)數據據傳輸其 他 系 統(tǒng) 平 臺SOAP主站數據庫IEC61970主站監(jiān)測網子站監(jiān)測網PQDIF子站數據庫PQDIF變